航空燃油系统介绍

1、.航空燃油系统介绍摘 要飞机上的许多关键系统及使用特性都是由设计团队按章程逐步设计解决。飞机燃油系统是其中的一个重要而又复杂的系统，发动机依靠燃油燃烧产生热量作功，推动飞机飞行。燃油是飞机的能源，燃油系统是飞机能源的供应系统。组成部分。飞机燃油系统的功用是储存燃油，并且在允许的飞行状态和飞行高度下，按需要的压力和流量，安全可靠地将燃油供给发动机。在这里我们只讨论燃气涡轮飞机以及小型喷气式飞机和军用飞机。关键词：飞机燃油系统， 能源供应， 飞行， 涡轮发动机AbstractOn the plane and use many of the key system characteristics ar

2、e the by-laws by a design team design step by step. Aircraft fuel systems is an important and complex system, the engine relies on fuel combustion heat performance, promoting the flight. Energy in the fuel is aircraft, aircraft fuel systems of energy supply systems. Component. Aircraft fuel systems

3、function is to store fuel and allowed under flight conditions and altitude, pressure and flow as needed, safely and securely to the supply of fuel engine. Here we discuss only aircraft gas turbine, and small jets and military aircraftKey words: Aircraft fuel system,energy supply,flying, turbine jet

4、engine引 言如果把飞机当做一个活生生的人，那他的心脏就是发动机，而飞机燃油系统就是为心脏提供源源不断的“血液”。那么燃油系统又有多重要呢？在美国就发生过这样一件事，某飞行器因为燃油系统损坏漏油，飞行员麻木大意以为系统误报，结果在飞机准备进场时飞机燃油耗尽，最后迫降附件田野，造成一名乘客死亡。从这血的教训可见，飞机燃油系统对飞行安全的重要性。【1】本文里首先我们一起认识航空燃油系统，知道什么是加油系统什么是放油系统，为什么加油系统又分为重力加油系统，压力加油系统等等。然后再就一个机型例子分析现代大飞机航空燃油系统的特点和工作原理，以便我们更形象更直观地理解航空燃油系统。1 飞机燃油系统的概

5、念【2】燃油系统是用来为发动机和 APU 储存和提供燃油的。飞机燃油系统可分为两大类，外燃油系统和内燃油系统，外燃油系统的油箱及其附件，而发动机上还有一套系统将燃油输送到燃烧室内去，送到燃烧室去的称为内燃油系统。总的来说，飞机燃油系统是用来储存机载发动机（含辅助动力装置需用的燃油，并在飞机允许的一切飞行状态和工作条件下，按一定的顺序向发动机不间断地供给规定压力和流量的燃油。另外，燃油系统还具有冷却飞机上其他设备（或系统）和保持飞机重心于规定范围内等附加功能。飞机的燃油系统还包括下图两个子系统： 1.1飞机燃油系统的设计飞机燃油系统总体设计，是该系统的顶层设计，它的主要任务是将飞机的任务目的，任

6、务，环境，约束条件和效能度量具体化，然后制定具体型号的飞机燃油系统若干的典型任务剖面和设计规范，通过审批，使之成为燃油系统的设计依据，并向各分系统输出设计要求。在此基础上形成系统方案的基本设计思想，确定诸如油箱形式、供输油方式、油泵使用能源、燃油管理装置，以及燃油系统的特殊功能要求等的实施。同时，协调、控制各分系统的接 口关系，对各分系统的方案进行综合权衡等。1.2飞机燃油系统的组成与工作原理1.2.1组成的部件【3】要了解飞机燃油系统首先我们来看看上面这张燃油系统的简图：（1） 第一步，燃油先从副油箱流入主油箱，飞机一般先消耗副油箱的燃油，并且要尽量保证主油箱为满油。（2） 第二步，燃油流入

7、发动机的燃油泵之前燃油在输油管内流动时，耗油量会从耗油表发出信号，驾驶员通过座舱内的仪表就可以知道每台发动机的耗油量。燃油还要经过防火开关，万一发动机发生故障着火时，驾驶员立即关闭防火开关，就可以停止向发动机供油，以防火焰漫延。（3） 第三步，燃油进入飞机发动机之前都需要加压，所以要经过燃油泵加压。油箱底部有放油开关，因为更换油箱或者油泵时，通过放油开关可以放出油泵没抽尽的剩余燃油。所以从上面可以看出来，飞机燃油系统基本上是由油箱，油泵，燃油管路以及油箱的附件组成。1.2.1.1油箱的分类盛装燃油的油箱，有软油箱、硬油箱和整体油箱三种。（1） 软油箱，现代飞机上采用的软油箱，主要特点是能从不大

8、的舱口放进飞机的油箱舱内，充分利用飞机内部各种形状的可用空间，增加贮油量，并且不受振动的影响，不易产生裂缝或损坏。普通软油箱壁，由内衬耐油橡胶和外层涂胶布组成。有的油箱厚度甚至不到一毫米，重量较轻，而且中弹后弹孔较小，因此，软油箱得到广泛应用。软油箱没有受力骨架，所以，燃油和增压气体的压力都是靠油箱舱壁来支承。因此，油箱的外廓尺寸都稍大于油箱舱，以便在内压作用下油箱紧贴在舱壁上。（2） 硬油箱，机体内的高温区，以及油箱舱不能承受内压的情况下，一般可以安装金属硬油箱。硬油箱多由防锈的铝合金制成。（3） 整体油箱，利用机翼或者机身本体的一部分结构构成的油箱，称为整体油箱。采用整体油箱可以显著降低燃

9、油系统的重量，最充分地利用机体内部空间贮油。因此，在现代飞机上应用很广。整体油箱除了应满足结构的各项要求外，还应保证可靠密封。为此，常采用整体壁板以减少结构的连接缝，同时还要有可靠的密封措施。在一架飞机上，可以兼用两种以上的油箱，因为它们各有优缺点，有各自适用的范围1.2.1.2油箱位置【4】燃油箱布局是飞机总体设计的任务。燃油箱布局对飞机的性能、重心和惯量，对飞机燃油系统的设计，尤其是对燃油系统的重量和可靠性有很大的影响，是燃油系统设计的基础。 因此，在开始飞机总体布置时，燃油系统的设计人员应主动了解并参与燃油箱的布置工作，在工作中一方面使总体布置时尽量考虑燃油系统的要求，另一方面应注意局部

10、服从全局，使燃油系统的设计从一开始具有比较合理的约束条件。燃油箱的位置和形状应考虑下列因素。(1)按有关要求布置机内燃油箱。按有关要求布置副油箱。要选择这样的油箱位置，即完全加满油的飞机重心，要靠近未加油时的飞机重心。(2)在配合总体布置燃油箱时，需要设计油箱的安装通路。应做到拆装一个软油箱时不需拆装其他软油箱或主要结构零件。油箱舱软油箱安装口尺寸取决于油箱类型及尺寸。下图为民机油箱布局： 下图为一般军机的典型油箱布局：1.2.1.3燃油系统的其他部件【3】飞机的燃油需要泵来加压，使之能有合适的压力流到适当的地方，如主油箱，配重油箱，或者说发动机。而飞机上常用的燃油泵有：齿轮泵，引射泵，离心泵

11、等。上图红圈处为离心泵上图为引射泵飞机倒飞时是需要确保供油的连续不断，以保障飞行安全，因此在油箱内需要装置有倒飞供油装置，如右图。1.2.2工作原理航空燃油系统的工作原理一般有两种，分别是重力供油和压力泵供油它们分别是如下示意图：【5】图上半部分为重力供油，它是油箱在发动机的相对上部，由重力使燃油自然流向发动机，其优点是结构简单，成本低廉，维修保养都方便，。但是缺点也明显，它的供油压力很低，且飞机不能倒飞，能做的机动动作很有限，令飞行姿态受限。图的下半部分是油泵压力供油，油箱可在发动机之下。燃油泵把油箱中的燃油抽到发动机，其优点是安全可靠，使燃油到发动机油泵时已经有一定的压力，所以发动机油泵功

12、率可以更低。缺点是供油系统结构复杂，重量增加，维修保养费用高。但是现代飞机基于可靠性一般都使用后者供油。2燃油系统实例A380-300燃油系统详细分析【4】2.1油箱总体布局及功能特点A380300作为当今最大的客机，其上面的系统的功能是复杂多样的，就从燃油系统而言它的各种燃油转输功能多样，在某些情况下还相当复杂，包括:（1）耗油顺序在飞行过程中，燃油管理系统将燃油从内侧和中间燃油箱转输到供油箱，以使 供油箱基本保持满油，直到内供和中间油箱燃油耗尽P外侧机翼油箱和配平油箱， 通常是最后转输的辅助燃油箱。这是涉及到某个专用预定程序的过程，在此过程 中,自动维持飞机的横向平衡。（2）机翼减载为减小

13、飞存中的机翼弯曲应力，在起飞之后被立即使燃油从内侧和中向油箱向 外18油箱转输，这些外侧油箱通常保持满油,直到巡航阶段结束。（3）主动纵向重心控制配平油箱内的初始燃油量，取决于飞机装载，并作为加油分配过程的一部分来 确定。耗油时，飞机重心将向后移动，直到达到最佳巡航状态。2.1.1FMMS燃油测量及管理系统现代大型客机的燃油管理系统大多由微电脑自动控制，加上必要的信息反馈给机组，就可以完成高效安全的燃油系统管理。下面以加油为例，加油时机组通过综合加油板(IRP)选择，FMMS提供自动加油控制和人工加油控制，也可由驾驶舱自动控制加油。由加油操作人员预选所箱要的燃油重量，在加油操作过程中 控制各个

14、油箱燃油量的目标值，以维持纵向重心和横向平衡达到预先确定的限定 值。应执行每一油箱燃油量目标值预测，以维持加油后的分配.凡未保持加油限诗 值时，加油运行自动中断。在IPR状态消息显示器上显示出整个加油状态。下图是FMMS示意图。下图是驾驶仓内燃油面板。抽油控制使用机内燃油泵并且外部施加吸力，可以达到抽油目的。由操作人员使用IRP上目标燃油箱的加油/抽油电门，控制抽油，在驾驶舱顶部仪表板(OHP)上接通油箱内燃油泵。在抽油操作过程中，有完全的测量能力，但禁止燃油特性以及完整性检査。2.1.2压力加油系统压力加油系统是负责给各油箱快速加油的，它包括：加油面板、加油总管、加油接头、加油开关，给油箱间

15、串油。油箱加油站在右翼端活门。加油站有可自动或人工控制的加油关断活门，加油站接受通过加油电源控制继电器的 28 伏直流热电瓶汇流条电源。当打开加油站门时继电器工作，当控制电门在打开位时加油关断，活门线圈通电，油压正常时活门打开。当油箱加满时，浮子电门给加油关断活门断电，把控制活门放到关位。2.1.3紧急放油系统如飞机发生事故，在紧急迫降前，可能需要放放出机载燃油，将飞机的重量降低到某个可接受的量级，而不会超过起落 架设备的设计限制。要求应急放油尽可能快速地将大量的机载燃油放出机外并在 达到最低安全油量前停止放油。应当承认，在这种应急状态下，驾驶员将会专心 忙于驾驶飞机而不可能优先花费宝贵时间来

16、监控应急放油过程。因此，当今的现代 运输机上，采用精细设计的应急放油系统，其必须防止非指令作动,也能够在已经达 到某个预先确定的最低燃油最或飞机总重时自动停止放油。放油的操作：由飞行机组选择应急放油，方法是通过带保护罩的电门，使此系统预位并选择 此系统。机组可选择某个具体油量(放油到总重），达到此油量时应急放油功能停。否则,将继续进行应急放油，直到达到最大着陆重量。下图示应急放油转输系统的原理图，该系统专门使用后通道管。如图 所示，应急放油泵位于内侧和中间油箱内。在应急放油过程中，配平油箱全部转输 到内侧油箱。应急放油阀使后通道管与每一机翼内的应急放油杆管相连接。2.2大飞机的类似维护方案【6

17、】2.2.1燃油通气系统燃油通气系统是保持油箱压力接近周围环境压力的一个系统。燃油通气系统的油通过余油管回到油箱，有火焰收集器防止高温进入燃油通气系统 1 当飞机爬升时 通气道和通气管维持油箱和通气油箱的压力平衡 油箱通过打开通气道通大气通气 2 在飞机巡航状态或下降过程中 燃油通气浮子活门保持 1 2 号主油箱和通气油箱的压力均衡， 当燃油高度低于活门时，燃油排放到油箱中。 通气管和通气道的排放浮子活门将通气系统的通气油箱的单向排放活门使气压平衡 3 当油箱出现过多正负压力时，释压活门保护机翼结构不受损坏，通常状态下 释压活门是关闭的，当它打开后，释压活门将保持打开状态 ，推动复位手柄可以将

18、其移动到关闭位。2.2.2中央油箱抽油系统 中央油箱抽油系统利用一个引射泵将中央油箱的燃油导入 ，1 号主油箱从而增加其可用燃油量2.23压力加油系统加油系统给各油箱加油 ，它包括：加油面板 ，加油总管， 加油接头 加油关， 并给油箱间串油。 油箱加油站在右翼断活门。加油站有可自动或人工控制的加油关断活门， 加油站接受通过加油电源， 控制继电器的 28 伏直流热电瓶汇流条电源 当打开加油站门时继电器工作。 当控制电门在打开位时加油关断，活门线圈通电， 油压正常时活门打开。 当油箱加满时， 浮子电门给加油关断活门断电 把控制活门放到关位时也要断电。 没电时， 活门关闭。 每个燃油关断活门上有人工超控柱塞帮助打开活门。 当线圈失效时， 柱塞和油压可以补偿其工作。2.2.4加油面板 1 加油活门打开灯， 当加油关断活门线圈通电时 ，不能指示活门是开的 2 加油指示测试电门 它是一个 3 位电门 3 加油活门控制电门。 电门开， 加油活门线圈通电， 加油总管的